黑洞是一種只進不出的奇特天體,它是以視界面為表面的致密天體。靜態黑洞的視界面一般以史瓦西半徑公式計算,不過當考慮到黑洞存在自旋和攜帶電荷,因此嚴格上需要用與黑洞性質相對應的半徑公式。不過作為一種特殊天體的代表,我們對黑洞進行一般討論時,只要用史瓦西半徑公式就好。
吞噬一切的天體
前面說到黑洞是一種只進不出的天體,任何物質在進入它的視界面后,都無法再出來,只能不可逆轉地落向中心的奇點,連宇宙中最快的光也不例外。到這里其實我們就已經可以回答這個問題了:大質量恒星可以吞噬一個小質量黑洞,但它最終會反被吞下去的小質量黑洞反噬……
大質量恒星為何能吞噬小黑洞?
為什么會得到這兩個好像截然相反的結論?我們先來解釋大質量恒星為何能吞噬小黑洞,原因就是萬有引力和慣性。嗯……沒錯,這個問題牛頓就能解決……
當一個質量足夠小的黑洞落向一顆大質量恒星(為了簡化問題,我們假設這顆恒星沒有自轉),它會不停吞噬周圍碰到的氣體和等離子體,這個過程中,氣體和等離子體中的電磁力并不能產生阻力對其減速,如對一般的天體產生阻力那樣,因為所有靠近黑洞的物質都直接落入了黑洞,黑洞的表面并不會對周圍的氣體和等離子體造成擠壓,也就無所謂摩擦減速了。
那黑洞不就直接穿透大質量恒星飛走了嗎?就像那些從太陽周圍掠過的彗星那樣。如果你認真看文章,可能會記得我提到了牛頓除引力以外的另一樣東西——慣性。由于我們前面假定了這顆大質量恒星是無自轉的,這樣問題能最大限度地簡化,而并不會影響問題的分析。也就是說,這些擁有質量的氣體和等離子體都具有慣性,即保持原有運動狀態的性質。用人話說就是它們會傾向于保持不動。那么問題來了,它們傾向于保持不動的情況下被在引力作用下加速落入大質量恒星的黑洞吞噬后會怎么樣呢?
答案顯而易見:黑洞把它們吞噬后帶著它們繼續向前狂奔,而它們則在慣性作用下往黑洞運動方向的反方向拖拽,這個作用微乎其微,但當黑洞原有質量足夠小(意味著它的動量也足夠小),在吞噬了足夠多的物質以后,就足以使結束引力加速(經過了近心點)的黑洞的運動速度降低到大質量恒星表面逃逸速度以下。這樣黑洞就跑不掉了,在逐漸減速中被恒星吞沒。
最終結局會被逆轉,黑洞反噬大質量恒星
雖然大質量恒星一時占了上風,成功吞噬了小質量黑洞,但很快它就會后悔了。隨著黑洞被逐漸減速最終落向大質量恒星的中心,那里可是恒星的能量來源——核反應區。在恒星核心附近,引力和恒星核聚變產生的輻射壓力取得了平衡,恒星核心會以一定的速率發生核聚變反應,所產生的高溫通過熱輻射和對流源源不斷地傳向恒星表面,在傳播過程中降溫,最終以熱輻射的形式向宇宙空間輻射光和熱。
但黑洞的到來破壞了這種平衡,黑洞所到之處,恒星物質毫無阻礙源源不斷地落入視界,恒星核心區域瞬間失去了壓力,平衡被打破,核心的核聚變也瞬間停止,失去能量來源的恒星逐漸熄滅,內部的等離子體在源源不斷被吞噬的過程中,漸漸形成一個圍繞黑洞旋轉的吸積盤,大部分物質被最終吞噬,恒星徹底消失不見……
總結
你要問大質量恒星能否吞噬黑洞,綜上所述它確實能,但隨著時間推移,終將被反噬,宇宙怪物黑洞永遠是最后的贏家。
我是星宇飄零,關^_^注我,和你分享更多有趣科學知識。進我主頁搜索“黑洞”,有更多黑洞相關文章。
(以上圖片來源于網絡,如有侵權請聯系刪除)
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.